sybrid: solar-hybride planungskonzepte für eine
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solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur sybrid: solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur prof. dr.-ing. jürgen ruth // professuren tragwerkslehre & massivbau II 1 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur Betriebsenergie Graue Energie Architektur energie-basierte architektur // abb.: bert liebold, fogeb zukunftsorientiert 2 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur Geometrie Technik Material 3 nämlich des dassBBSR, die einfachen und wirklich wirtschaftlichen ertretern Referat Bauen und Umwelt, diskutiert. Maßnahmen schon in den letzten Jahren sich im noch unsanierten der Anteil an sdurchgeführt drittes, aus wurden, Sicht dererhöht Bauherren vielleicht wichtigstes, Gebäudebestand Kriterium wurden kontinuierlich die Lebenszykluskosten solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur bzw. konstruktiv aufwändige Gebäuden, an denen nur bedingt wirtschaftliche Sanierungsmaßnahmen trachtet. Diese setzen sich gemäß Gleichung (1) aus den Kapitalkosten der Maßnahmen, den FOGEB Forschergruppe Green Efficient Buildings // Forschungsbericht (Kurzfassung) Maßnahmen durchgeführt werden können. Zusätzlich wird die Sanierungsbereitschaft durch die artungsund Betriebskosten für die Heizanlage und den Energiekosten zusammen. öffentliche und Unsinn von Dämmung, aber auch durch Studien über negative = 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝑡𝑡𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 über + 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝑡𝑡Sinn 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝑡𝑡𝐿𝐿𝐿𝐿Diskussion 𝑚𝑚𝑐𝑐𝑚𝑚𝑚𝑚,ℎ𝑠𝑠 +𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝑡𝑡𝑒𝑒𝑚𝑚𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 (1) ökologische Wirkung bestimmter Materialien und brandschutztechnische Defizite gesenkt. der dynamischen Kostenbetrachtung wurden Preissteigerung und Inflation mit signifikant berücksichtigt, die apitalkosten werden aus den jährlichen Annuitäten der verzinsten Investitionskosten berechnet. Die rametrische Kostenfunktion setzt sich dabei wie folgt zusammen: 3Grundkosten der Konstruktion (Costinv,c) 2,5Kosten der Konstruktion in Abhängigkeit der Bauteildicke (Costinv,c(d)*d) 2Kosten der Dämmung in Abhängigkeit der Dämmstoffstärke (Costinv,I (d)*d) e Eingangsparameter stammen aus der Literaturrecherche, der Auswertung von Angeboten und 1,5 arktrecherchen zu Dämmstoffen. Normiert wurden die Daten aus unterschiedlichen Quellen überSanieAbb. 01_Jährliche 1 realeBaupreisindizes. Sanierungsrate egionalfaktoren und Abb.02 zeigt am Beispiel eines Wärmedämmverbundsystems rungsrate (in Prozent des 0,5 notwendige Sanierungsrate Bestandes); Datengrundlage: WDVS) die Kostenfunktionen (gestrichelte Linie) für verschiedene Dämmmaterialien, hier [BMVBS 2007]; [IWU 2010]; 0 olzfaserdämmung (HF) mit 180 kg/m³, Steinwolle (SW) mit 120 kg/m² und Expandiertes Polystyrol 1995 2000 2005 2010 2015 2020 [DENA 2014] PS) und im Vergleich dazu normierte Vollkostenpreise aus der Literatur (Punkte). Abb. 01: Jährliche Sanierungsrate (in % des Bestandes), Datengrundlage: [BMVBS 2007];[ IWU 2010]; [DENA 2014] und dämmstoffstärkenabhängige Kostenwertung für WDVS [€/m²] material190 1 0 WDVS HF 180 WDVS SW 120 4 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur 1» nichts ist beständiger als die veränderung oder ⇢ energieeffiziente gebäude sind wandelbare gebäude 5 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur adaptive fassaden greenBOX Photovoltaikmodul Solarthermiekollektor Fassadenelement Beispiel Wechselmodul adaptive fassade (wechselmodul) / / abb.: fraunhofer Eine reduzierte Einspeisevergütung für erneuerbare Energien entlastet die NiederDas Wechselmodul ermöglicht energetisch optimale Nutzungsformen für Solare Energie. In Kopplung an saisonale Speicher für thermische Energie wird der Eigenverbrauch solarer Gewinne unterstützt. sybridLAB – ein energieautarkes zukunftslabor // ramil gabdullin spannungsstromnetze und forciert den Eigenverbrauch. 6 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur adaptive fassaden energie-basierte architektur // abb.: r. knochenhauer avila 7 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur adaptive fassaden energie-basierte architektur // abb.: r. knochenhauer avila 8 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur adaptive fassaden energie-basierte architektur // abb.: alexander hollberg, fogeb 9 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur bimo intelligent adaptive façade system by ramil gabdullin rumbus // abb.: ramil gabdullin 10 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur bimo intelligent adaptive façade system by r. gabdullin rumbus // abb.: ramil gabdullin 11 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur 2» lieber gut „geklaut“ als schlecht erfunden oder ⇢ die natur ist immer einen schritt voraus 12 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur plants & machines martin breuer, bastian bügler gbr plants & machines // abb.: martin breuer, bastian bügler gbr 13 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur plants & machines martin breuer, bastian bügler gbr plants & machines // abb.: martin breuer, bastian bügler gbr 14 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur plants & machines martin breuer, bastian bügler gbr plants & machines // abb.: martin breuer, bastian bügler gbr 15 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur 3» wer im sommer sein gras frisst, hat im winter kein heu oder ⇢ ohne saisonale speicher geht nichts 16 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur Screenhaus.SOLAR energie-basierte architektur // abb.: twl 17 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur energie-basierte architektur // abb.: twl 18 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur EnergieTerminal.SOLAR energie-basierte architektur // abb.: twl 19 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur energie-basierte architektur // abb.: twl 20 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur Lebenszyklusbetrachtung // abb.: fogeb 21 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur versuchsspeicher TRT Lastfall Entladen: Schieber RL 2 offen Schieber RL 1 geschlossen versuchsspeicher // abb.: fogeb Lastfall Heizen: Schieber RL 1 offen Schieber RL 2 geschlossen FOGEBVersuchsspeicher 22 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur Bodenbelag Estrich Dämmung thermisch aktiviertes Bauteil Erdspeicher mit max. 35˚c Erdspeicher energieautarker wohnpark // abb.: greenkon 3, sofie radon 23 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur PV g un g u e Erz hau Ver sinte bra rne uch r Einspeisung Smart-Grid Smart-Grid Smart-Grid: Gebäudeintern und Siedlungsübergeifend energieautarker wohnpark // abb.: greenkon 3, sofie radon 24 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur 4» der frühe vogel fängt den wurm oder ⇢ mehr energieeffizienz durch digitale planungsmethoden in den frühen projektphasen 25 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur Planung Benutzung Errichtung Rückbau Baustoffe Recycling Grundstoffe Entsorgung Lebenszyklus von Gebäuden 26 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur warum frühe entwurfsphase? Entscheidungsrelevanz in der frühen Entwurfsphase angelehnt an: Hegger, M., Fuchs, M., Stark, T., & Zeumer, M., 2007, Energie Atlas, Birkhäuser. solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur Lebenszyklusbetrachtung // abb.: fogeb 28 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur parametrische planungstools 1 Lösung in 10 Stunden durch den planer energie-basierte architektur // abb.: fogeb | infar 10 Lösungen in 1 Stunde durch den computer 29 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur Lebenszyklusbetrachtung // abb.: fogeb 30 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur evaluierung der hülle solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur optimierung der hülle solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur evaluierung der gebäudetechnik solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur Lebenszyklusbetrachtung // abb.: fogeb 37 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur optimierung der dämmstoffstärke Pareto front and selection of variants according to invest costs compared to GWPlc Klüber N., Hollberg A., Ruth J. Life cycle optimized application of renewable raw materials for retrofitting measures. World Sustainable Building, Barcelona, 2014 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur 5» probieren geht über studieren oder ⇢ erst die erprobung einer anlage zeigt deren wahren wert 39 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur sybridLAB das sybridLAB ist ein … … energieautarkes zukunftslabor … wandelbarer technologieträger … nutzerbetriebener erprobungsraum und damit ein ... … knoten im zentrum für nachhaltigkeits-transfer NATRA … öffenlichkeitswirksamer demonstrator im maßstab 1:1 sybridLAB – ein energieautarkes zukunftslabor // abb.: ramil gabdullin 40 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur sybridLAB Monitoring -------------- Interaktion -------------- Speicherung -------------- sybridLAB – ein energieautarkes zukunftslabor // abb.: fogeb 41 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur sybridLAB sybridLAB – ein energieautarkes zukunftslabor // ramil gabdullin sybridLAB – ein energieautarkes zukunftslabor // ramil gabdullin 42 solar-hybride planungskonzepte für eine energiebasierte architektur sybridLAB sybridLAB – ein energieautarkes zukunftslabor // ramil gabdullin 43 konzeptentwicklung für ein zentrum für nachhaltigkeits-transfer NATRA Future Driven Architecture Forscher & Entwickler Architekten & Ingenieure Sustainable Energy Systems Politik & Kultur Blue Efficient Materials Smart Resilience Engineering Industrie & Bauwirtschaft Investoren & Betreiber Ecological, Cultural & Social Transformational Processes Partner & Themenfelder
